USB-C为何需要保护以及行业如何应对此类挑战

TCPP01-M12可保护USB Type-CTM接口免受VBUS和CC线路上的过压以及连接器引脚上的静电放电的影响。TCPP表示Type-C接口保护；而TCPP01-M12则为单一产品，其可以作为STM32 MCU的配套芯片使用，并在受电配置中采用内置USB-C Power Delivery（UCPD）控制器。此外，使用STM32G0、STM32G4或STM32L5和TCPP01-M12，要比竞争性解决方案具有更高的成本效益。TCPP01-M12的独特之处还在于，在拔出设备并将其用于受电配置时，静态电流为零。然而，意法半导体的元器件均为多价产品，只要工程师加装一些分立元器件，即可在作为供电端使用的产品中使用。

USB-C为何需要保护以及行业如何应对此类挑战

【TCPP01-M12】 媒体将2019年称为USB-C实现关键应用的一年，这意味着消费者可能更容易遇到劣质充电器，这些充电器在电压控制上无法达到应符合的精度要求。例如，如果受电设备（充电）仅需要5V，而供电产品（充电器）由于硬件或软件缺陷而保持在20 V，那么在未进行充分保护的情况下，接受充电的产品的VBUS线路可能会遭到严重损坏。工程师还必须防止可能损坏内部电路的静电放电或电应力过大。此外，由于USB Type-C连接器非常小，因此必须保护其免受CC线和VBUS线之间可能发生的短路的影响，这种短路可能会损坏USB控制器。 到目前为止，在专用于USB-C Power Delivery的控制器中通常会找到保护电路。然而，通过在MCU内部使用嵌入式模块并采用配套的Type-C接口保护设备为USB-CPD提供支持，我们可以在不使用昂贵的USB-C PD ASIC控制器的情况下，降低物料成本，并促进从微型B类设备的转型。MCU和TCPP01-M12的产品组合可谓是一项引人瞩目的财务举措，其中一个原因在于TCPP01-M12设备集成了VBUS栅极驱动器，从而可以使用更实惠的N-MOSFET，而非更昂贵的P-MOSFET。

TCPP01-M12：USB-C接口采用何种保护措施以及采用何种机制来提高效率

【MCU周围的所有保护器件和滤波器件】 将TCPP01-M12与配备Power Delivery控制器的微控制器搭配使用，另一个优势是能够提供灵活的架构。工程师可以将低压MCU域和高压电源路径分隔开，并借鉴所有需要的保护措施。此外，为了实现最大程度的保护，实际上可以将TCPP01-M12的QFN12封装靠近USBC型连接器本身设置。同样，设备符合可编程电源，这一事实意味着受电设备的起始电压为3.3 V，并以20 mV的增量增加其要求的电压，直到与电池的特性相匹配为止，从而在保护系统的同时提供快速充电功能。 与竞争性解决方案相比，TCPP01-M12具有低RDS(on)和零静态电流，提高了整体效率。这个特性之所以具有可行性，是因为设备是从MCU的GPIO引脚接收电源，而不是内部低压差稳压器。结果，当用户拔出电缆时，TCPP01-M12根本不会消耗任何能量。对于希望采用极小电池生产微型产品，而因此必须尽可能限制系统消耗的公司而言，这一点尤其重要。很多工程师可能会低估它，但是当产品小到像笔一样时，每微安就变得非常重要。

为行业提供更好的USB-C PD方法

到目前为止，USB-C PD标准的要求仍然非常高。工程师必须阅读五百页才能理解这个协议，团队也必须从头开始做几乎所有的事情。然而，意法半导体现在将在其所有具有USB-C接口的新开发板上纳入TCPP01-M12，设计人员可以获取我们的原理图，并在其设计中重复使用。我们还隆重推出X-Nucleo-USBPDM1，这是一款采用TCPP01-M12的Nucleo扩展板，还是一种负载开关，可以在与NUCLEO-G071RB或NUCLEO-G474RE开发板结合使用时，实现高达100W的PPS USB-C Power Delivery受电应用。

该器件设置在Nucleo-L552ZE-Q上，具有超低功耗STM32L552ZE和受电模式Type-C连接器。TCPP01-M12采用间距为500µm的QFN12封装，这在PCB组件中仍然很常见，因此更易于使用。我们甚至提供了应用笔记，以便为寻求使用我们的Nucleo板、STM32CubeMX和STM32CubeMonUCPD构建原型的工程师提供指导。